上个月，一个研究小组在国家卫生研究所聚会庆祝世界上首次用基因疗法治疗疾病获得成功两周年。参加庆祝会的荣誉客人是两个6岁和11岁的女孩，她俩都患有先天性腺管脱氨酶基因缺陷，该基因产生的腺苷脱氨酶在免疫系统中有重要作用。治疗前两人几乎没有自然免疫力，经输入携带移植的腺苷脱氨酶基因的白细胞治疗后，据小组的一位成员、国家癌症研究所的免疫学家说，两人的免疫系统现在都产生了功能。这种疾病本可能要求患者生活在隔离环境内，但现在两个女孩都在公立学校读书 ·
这种疾病的治疗获得成功，但庆祝会的意义并不局限于此。它意味着基因治疗时代的到来。在过去两年里，基因治疗领域得到开拓。据最近由国家卫生研究所转到南加利福尼亚大学工作的基因疗法先驱W. F. 安德逊（W. French Anderson）统计，全世界进行了37项基因移植实验，其中18项实验是为迅速取得疗效而设计的。大批研究人员涌入这一领域，在密执根大学和匹兹堡设立了基因治疗中心，一些研究机构甚至开始申请经费用以基因治疗研究。位于哈斯顿的德克萨斯大学M · D · 安德森癌症研究中心的内科医生人，迪赛罗斯（Albert Deisseroth）正在从事几种白血病的基因治疗研究，他说，“我想在一、二年前我们当中没有人会料到进展如此之快。”
国家卫生研究所的庆开过一周后，在冷泉港实验室召开了一次会议。此次会议充分显示基因治疗领域进展相当迅速。与会的300多位科学家讨论了基因疗法的最新进展，涉及范围从携带基因进入靶细胞的新载体的制作，到提出一系列包括关节炎在内可用基因治疗的疾病。会议还指出在基因疗法成为标准化治疗方案之前，尚有很多技术问题等待解决。
表明基因疗法趋于成熟的另一事实是，在首批人基因移植实验之前，经常发生的激烈辩论停息了。在那些实验获准之前，批评者们如言谈直率的R · 缪利干（Richard Mulligan），一位在马萨诸塞州剑桥的怀特黑德生物医学研究所工作的科学家，发展过很多基因移植技术，争辩道实验尚未成熟，需要做更多的基础性研究，以保证移植顺利进行以及病人不受损伤。一些医生如安德森不同意这种看法，认为尽管技术尚不完善，但这是目前达到的技术水平，比较安全，几乎别无选择的病人孤注一掷地需要这种治疗。
两派之间不再争论，至少不公开进行。实际上，安德逊和缪利干以及来自圣迭格加利福尼亚大学的远期基因疗法幻想家T · 弗利德曼（Theodore Friedmann）共同组织了这次冷泉港实验室会议。
存在的主要问题
大量制作有缺陷的反转病毒载体仍有困难，这种载体常用来把基因带入靶细胞。大多数载体的基因移植效率比较低。处理过的细胞实际仅有10%获得基因。把基因准确地植入靶细胞仍是一个棘手难题。即使基因移植成功，很多基因也可能几周后失去活性。
现在从事这方面研究的人员急剧增多，解决问题的新办法似乎也随之产生出来。在冷泉港会议上，几位研究者介绍了用疱疹病毒、腺病毒乃至艾滋病病毒等制作的新的有缺陷病毒载体，这些载体可望提高靶细胞命中率及基因移植成功率。研究人员还在寻找只要靶细胞生存就使基因保持活性的新机制。比如维尔玛的实验室就创造了一种双重调节机制，使培养的肌细胞制造大量的凝血因子IX长达8个多月之久。
做这一实验首先从肌肉的肌酸激酶基因上取出一小段活性强的DNA片段，将其插入到巨细胞病毒的转录起始部位（该部位是基因的启动“开关”，插入的DNA片断进一步增强基因活性）。然后把这一复合体接到狗的凝血因子IX基因上，再把它们装入反转病毒载体，后者将其移植入未成熟的肌细胞内。
即使上述基因调节机制起作用，细胞生物学方面仍存在一个问题。目前基因治疗的疗效较短，这是因为携带基因的细胞会相继死去，需要重新补充，因而基因移植必须每隔数月重复进行。为此研究人员还得设法把基因移植到寿命长的细胞内，特别是那些不会死去的原始细胞。这些细胞将来分化形成多种类型的成熟细胞。
急性骨髓性白血病和成神经细胞瘤常用大剂量的化疗或放疗杀死癌细胞。治疗前取出病人骨髓，治疗后再把骨髓输回病人体内，使病人从杀伤力大的治疗中恢复过来。但通常这样治疗后肿瘤会复发。伯仁纳（Brenner）把从病人体内取出的骨髓细胞基因做了标记，以便弄清复发是由藏在返输的骨髓内的癌细胞，还是由治疗后体内残存的癌细胞引起的。从1991年9月起，有10例患者的骨髓做了基因标记，其中两例治疗后复发，这两例的癌细胞都携带标记基因，肯定说明复发是由输入的骨髓引起。
使研究人员感到激动的是，实验儿童血液内有5~10%的正常血细胞带有标记基因并持续表达12个月以上。伯仁纳认为“虽然没有确切的证据，但这提示我们标记的是干细胞。”一种可能的解释是，用以清洗骨髓癌细胞的化疗，在药物离开骨髓之前可能促发了干细胞分裂。目前的载体需要靶细胞分裂以便把携带的基因组装到细胞核内。
用基因治疗癌症
在从事癌症治疗的内科医生中，伯仁纳是首先换用基因疗法这一武器的先锋之一。癌症研究人员开始进行基因治疗实验，其进展速度之快的确让众多的遗传学家感到吃惊。这些专家过去曾认为基因疗法基本限用于像血友病、肌营养不良症这类遗传病范围。目前有几个癌症实验正在进行。国家癌症研究所的S · A · 罗森伯格（Steven A · Rosen-berg）试图提高恶性黑瘤患者的免疫攻击力。他把有关基因如产生白介素－2的基因移入黑瘤细胞内。再把这些修饰过的癌细胞植入回病人体内，植入的肿瘤产生白介素－2激活附近的免疫细胞，使其产生辨认并攻击黑瘤细胞的能力，这样免疫细胞便开始攻击存在体内任向部位的其它黑瘤细胞——这至少是"－种理论。罗森伯格说。“现在下结论尚为时过早。”
罗森伯格与他的一位同事正准备对脑瘤发动一次新的进攻。在动物实验中，Culve只能够治愈80%的脑瘤。他把携带胞疹病毒胸腺嘧啶核苷激酶基因的载体植入鼠细胞内，再把这些细胞植入脑瘤内，然后给动物服用一种药物，该药在胸腺嘧啶核苷激酶作用下转变成一种有毒物质，继而杀死这些细胞，未植入基因的肿瘤细胞死于一种了解甚少的“旁观者效应”，在这一过程中，正在死亡的细胞释放出物质杀死周围的肿瘤细胞。临床实验预计年底前着手进行。
在冷泉港会议召开不久前，M. D. 安德森癌症研究中心的J · A · 罗斯（Jack A. Roth）争取到国家卫生研究所重组DNA指导委员会的准许，要对美国致死人数最多的癌症一一肺癌进行一场戏剧性的猛攻。罗斯计划给14例肺癌患者移植两种基因，一种是反义基因，用它阻断变异的K-ras基因活性，后者使细胞生长失去控制；另一种是肺癌丢失的P53基因，它能抑制细胞生长。
其它的目标
随着癌症治疗的开展，其它几种疾病也落到基因治疗专家们的瞄准线上。囊性纤维变性或许是目前所研究的遗传病中最重要的一种。至少两个研究小组在竞争谁先获得用基因治疗这种致死性疾病的批准 · 一个是国家心、肺血液研究所的R · 克利斯塔尔（Ronald Crystal-）领导的小组；另一个是由密执根大学的J · 维尔逊（James Wilson）领导的小组。
克利斯塔尔首先使用腺病毒作为载体。这种病毒通常感染上呼吸道系统，而这是囊性纤维变性治疗的主要靶组织。克利斯塔尔和维尔逊都成功地用腺病毒进行了实验，经过修饰的病毒仍可进入细胞但不引起疾病。维尔逊制作了一个囊性纤维变性动物模型。他把人肺细胞衬贴在大鼠支气管的内表面，再把支气管移植到裸鼠体内。研究显示来自人肺表面的上皮细胞载体感染率高达30%，但是产生上皮的基细胞未受感染。
动物实验至多说明这些。克利斯塔尔认为“除非在人体上实验，否则我们不可能知道（肺内）所有类型细胞是否都受感染。”两个小组都设想每隔2至3月往囊性纤维变性患者肺内喷射基因修饰过的病毒载体，使衰老的细胞死后新的上皮受感染。
或许人们最想象不到的是，关节炎也在进行基因疗法动物实验。匹兹堡大学的P-D?罗宾斯（Paul D?Robbins）表示有办法阻断白介素－1的效应。白介素－1是一种免疫系统因子，能触发类风湿关节炎有疼痛的炎症。罗宾斯把白介素－1受体拮抗蛋白基因植入到衬在实验动物关节腔内的滑膜细胞内，可减小白介素－1的致炎效应70-80%。研究小组同样遇到了一个老问题，目前的载体产生白介素－1拮抗蛋白仅持续2周就停止了。罗宾斯和他的同事正在寻找一种新机制以维持白介素－1拮抗蛋白的产生。
2年前，当第一例基因移植实验正在进行时，很少有人想到研究人员会认真考虑用基因疗法治疗甚至像关节炎这样的疾病。但是几个研究前沿的迅速进展，特别是治疗2个患有腺苷脱氨酶缺陷的儿童取得成功，用伯莱斯的话说这意味着“现在可以理智地允许考虑基因疗法了，”他补充道，更重要的是“现在你能得到资金”。
[Science，1992年10月31日]